Polinis ryšys yra kovalentinio cheminio ryšio tipas, kuriame elektromagnetinis molekulės krūvis yra padalintas tarp abiejų galų; ty vienas molekulės galas turi bendrą teigiamą krūvį, o kitas – neigiamą. Teigiamų ir neigiamų krūvių susiejimas atskirose molekulėse leidžia jiems susieti vienas su kitu. Tikimybė, kad atomai sudarys polinį ryšį, priklauso nuo valentinių elektronų elgesio sąveikaujant su kitu atomu. Valentiniai elektronai yra tie atomo elektronai, kurie gali sudaryti ryšius su kitais atomais. Tokio tipo ryšiai būtini sudėtingų molekulinių struktūrų formavimuisi; įkrautos molekulės veikia kaip sudėtingesnių junginių sandūros.
Kovalentiniai ryšiai susidaro, kai susitinka du atomai ir turi panašų elektronegatyvumo kiekį, o tai yra elektronų tendencija per branduolį pritraukti prie valentinio apvalkalo ir taip kaupti neigiamą grynąjį krūvį. Valentinis apvalkalas arba elektronų apvalkalas yra išorinis atomo apvalkalas. Elektronegatyvumo savybė iš dalies priklauso nuo elektronų skaičiaus valentiniame apvalkale, taip pat nuo elektronų atstumo nuo atomo branduolio. Didesnis elektronų skaičius valentiniame apvalkale padidina kiekį, o atstumas nuo branduolio jį sumažina. Fluoras yra labiausiai elektroneigiamas elementas.
Kai susitinka du atomai ir vienas turi didesnį elektronegatyvumą, elektronai pereina į mažesnio elektronegatyvumo atomo valentinį apvalkalą ir ten praleidžia didžiąją laiko dalį, nors gali trumpai praleisti aplink savo pradinį atomą. Du atomai tampa molekulės dalimi, o molekulės galas, kuriame vidutiniškai yra daugiausia elektronų, įkraunamas neigiamai, o priešingas galas – teigiamai.
Paprasčiausias poliarinio ryšio pavyzdys yra vandens molekulė, kurią sudaro atomas su dviem vandeniliais, sujungtais su atomu su vienu deguonimi. Vandenilio atomą sudaro vienas protonas ir vienas elektronas, tačiau kadangi pirmasis valentinis apvalkalas gali laikyti du elektronus, vandenilio atomai dažniausiai jungiasi poromis ir sukuria dvivandenį. Nors du vandenilio atomai yra sujungti, jie vis tiek gali priimti kitą elektroną. Tuo tarpu deguonyje yra aštuoni protonai ir aštuoni neutronai; pirmieji du elektronai užima vidinį elektronų orbitos apvalkalą, paliekant šešis valentiniame apvalkale su dviem laisvomis plyšėmis. Vandenilio atomas ir deguonies atomas dalijasi elektronų pora, o deguonies atomas dažniausiai pasiima elektronus.
Poliarinis ryšys vandenyje egzistuoja, nes vandenilis turi mažesnį elektronegatyvumą, kurį tiesiogiai įtakoja elektronų, kuriuos jis linkęs patraukti į save kovalentiniu ryšiu, skaičius: vienas su deguonies dviem. Elektronai skrieja aplink deguonies atomą ir todėl tame molekulės gale suteikia jam neigiamą krūvį. Apskritai molekulės, sukurtos iš poliarinio ryšio, yra elektriškai neutralios, tačiau jų krūviai yra sutelkti priešingose pusėse. Tai žinoma kaip dipolis.